改善阻抗匹配并降低一半功耗的Cortex-M3高集成度閃存MCU(Atmel)

發(fā)布時(shí)間:2010-1-7 14:59    發(fā)布者:嵌入式公社
關(guān)鍵詞: Atmel , MCU , 功耗 , 集成度 , 閃存
特梅爾公司(Atmel)推出SAM3S產(chǎn)品系列,包括18種通用的基于Cortex-M3之閃存控制器,這些器件能夠改善阻抗匹配、簡(jiǎn)化PCB設計,并可在1MHz工作頻率下節省功率50%,功耗僅2.3mW。而在64MHz的最高工作頻率下,該器件的功耗為1.45mW/MHz。SAM3S系列的開(kāi)發(fā)靈感來(lái)自暢銷(xiāo)的基于ARM7TDMI 的SAM7S系列,這些微控制器可讓SAM7S客戶(hù)保留原有的硬件和軟件投資,將設計移植到性能提升50%而且功能豐富的微控制器上。愛(ài)持梅爾的SAM3S系列亦擴大了應用機會(huì ),包括消費品、工業(yè)控制、儀表、玩具、醫療、測試和測量、802.15.4無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)、PC、蜂窩電話(huà)和游戲外設等。

SAM3S是愛(ài)特梅爾基于高性能32位ARM Cortex-M3 RISC處理器之閃存微控制器系列的成員,提供系統控制、傳感器接口、64k至256 kByte閃存選項、一個(gè)可選外部并行總線(xiàn)接口、連接能力和用戶(hù)接口支持等處理能力和功能。其它功能包括:內存信號端接電阻(On-Die Termination, ODT)、USB設備、SDIO、并行PIO信號捕獲、12位ADCDAC、4個(gè)UART、雙12C、12S、定時(shí)器、獨一無(wú)二的芯片ID,以及功率和重置管理。SAM3S的電源電壓范圍為1.62V至3.6V,提供從48腳QFP和QFN到100腳QFP和BGA的封裝選擇。

簡(jiǎn)化PCB設計的內存信號端接電阻 (ODT) –– 端接電阻通常在外部添加,用于改善傳輸線(xiàn)中的阻抗匹配并避免信號反射,避免數據傳輸錯誤帶來(lái)劣化系統EMI性能的峰值電流。ODT將端接電阻集成在半導體芯片內,而不是在印刷線(xiàn)路板上。SAM3S的輸出端集成了多個(gè)典型值為35歐姆的電阻,能夠降低材料清單(BOM)成本、節省空間,并為PCB設計帶來(lái)便利。

在工作頻率降低時(shí)優(yōu)化功率 –– 愛(ài)特梅爾采取以下步驟,最大限度地降低SAM3U器件在頻率在10MHz或以下的工作模式的動(dòng)態(tài)功耗,預計可將在1MHz下的功耗降低50%。



1)    電源電壓范圍從1.62V擴展到3.0V
2)    讀取周期結束之后,自動(dòng)將閃存的感測放大器置于睡眠狀態(tài)
3)    閃存能夠以x64模式 (而不是x128模式)讀取,且不影響性能
4)    自適應穩壓器能夠將電流消耗量作為電流吸收的函數來(lái)進(jìn)行調節,無(wú)需任何軟件處理。

并行IO捕獲模式 –– SAM3S是首個(gè)在PIO和DMA上支持并行數據捕獲模式的ARM微控制器。在PIO上的并行數據捕獲模式與外部總線(xiàn)接口相輔相成,收集來(lái)自不兼容標準存儲器讀取協(xié)議的外部設備 (如低成本圖像傳感器) 的數據。讀取控制信號和時(shí)鐘均為用戶(hù)可編程的,通過(guò)使用DAM卸載CPU任務(wù),將數據傳輸給存儲器。目前,保安市場(chǎng)的發(fā)展方向是在PIR傳感器內集成相機功能,而通過(guò)實(shí)現并行PIO捕獲模式與圖像傳感器的連接,使得SAM3S成為用于下一代PIR相機的理想的低成本微控制器。

改善安全性和保安功能 –– SAM3S能夠顯著(zhù)提升安全性和保安功能。存儲器保護單元(MPU)能夠確保代碼的安全,并保護多應用/任務(wù)的執行。帶有DMA的硬件CRC則在后臺檢查存儲器的完整性,并在數據損壞時(shí)觸發(fā)中斷。另外,ECC可檢測并糾正嵌入閃存的單比特位故障,一個(gè)128位獨有ID和加擾外部總線(xiàn)接口保證了外部軟件的機密性,而安全位也保證了內部軟件的機密性。器件更設有一項機制,可以檢測時(shí)鐘故障并自動(dòng)接通內部RC振蕩器,同時(shí)在已定義的狀態(tài)中配置PWM輸出。

SAM3S和SAM7S微處理器引腳兼容 –– SAM3S系列產(chǎn)品是愛(ài)特梅爾最暢銷(xiāo)之ARM閃存微控制器系列SAM7S和SAM7SE的理想的Cortex-M3升級途徑,SAM3S閃存微控制器采用的Cortex-M3內核在1.8V和85°C 下能以64MHz的最大時(shí)鐘速率運行,其原始性能較SAM7S系列提升了50%。SAM3S的64腳型款與SAM7S引腳兼容,可讓用戶(hù)在不改變硬件的情況下提升性能,以保護既有的投資。

近乎重編譯后即能運行的代碼便攜性–– Cortex-M3內核的全新指令集架構與先前ARM7和ARM9內核有別,其32位ARM指令集已經(jīng)被可變長(cháng)度的Thumb-2替代,可提供相同的性能,并優(yōu)化代碼密度達26%。要將傳統的ARM匯編代碼移植到CM3上,需要完全重新編寫(xiě),而愛(ài)特梅爾已經(jīng)采取步驟,以保證其ARM7、ARM9和Cortex-M3微控制器之間實(shí)現最大限度的代碼便攜性。愛(ài)特梅爾基于A(yíng)RM7、ARM9和Cortex-M3之SAM3器件具有相同的硬件抽象層和統一的編程模型,以及公用外設,這提供了器件之間近乎重編譯后即能運行的代碼便攜性。

更新的外設集 –– SAM3S在1MSPS的12位模數轉換器 (ADC) 上集成多達16個(gè)信道,同時(shí)支持單端和差分輸入?删幊淘鲆娣糯笃鲾U大了小信號的范圍,而這些信號可受益于全量程的12位ADC分辨率,可放大達到四倍。SAM3S還具有一個(gè)2信道的12位數模轉換器、一個(gè)模擬比較器和一個(gè)溫度傳感器,并集成了一個(gè)高速SDIO/SD/MMC接口,可以連接標準多媒體卡。升級后的USB設備連同集成收發(fā)器具有8個(gè)端點(diǎn)、一個(gè)2688 bytes FIFO、一個(gè)專(zhuān)用PLL、集成電阻器,并且使用適于空間受限應用的48腳封裝。SAM3S具有先進(jìn)的PWM、位于16位通用定時(shí)器上的正交解碼器、雷格碼計數器(gray counter)以及定時(shí)器和ADC之間的硬件同步,是馬達控制應用所需的硬件適用(hardware-ready) 器件。

高數據速率通路結構 –– Cortex-M3處理器本身支持的4層AHB系統總線(xiàn)陣列結合了分布式存儲器和21個(gè)外設DMA信道,能確保以最少的處理器工作量實(shí)現不間斷的并行數據流。DMA集成在外設編程器的接口內,極大地簡(jiǎn)化了驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā),并減少了處理器在數據傳輸方面的負擔。

全面的生態(tài)系統支持和系統內編程 –– 愛(ài)特梅爾的SAM3S閃存微控制器獲得來(lái)自業(yè)界領(lǐng)先的第三方供貨商在開(kāi)發(fā)工具、實(shí)時(shí)操作系統(RTOS)、中間件產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)方面的支持,包括IAR、Keil、Micrium 和Segger等公司,而且數量正在快速增加。片上ROM在閃存擦除后自動(dòng)重啟的功能,也為系統內生產(chǎn)編程帶來(lái)了便利。此外,愛(ài)特梅爾提供帶有寄存器描述和所有外設之設備驅動(dòng)程序的軟件包,以及簡(jiǎn)化微控制器使用的項目示例。

供貨和價(jià)格 –– SAM3S備有64KB、128KB和256KBe三種閃存密度,并提供48腳、64腳和100腳QFP封裝,48腳和64腳QFN封裝,以及100腳 0.8mm間距BGA封裝。最先提供的樣品是256 KB閃存密度的64腳和100腳QFP封裝器件,而其它封裝的樣品將于2010年第一季度提供。SAM3S將于2010年第二季開(kāi)始批量生產(chǎn),訂購1萬(wàn)片,每片價(jià)格為2.50至4.45美元。
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